一种间隔式自动吹气清淤系统

本发明涉及河流通航安全维护，具体涉及一种间隔式自动吹气清淤系统。

背景技术：

1、航运是以船舶为运输工具，在江河、湖泊、水库等水域沿一定航线载运货物的运输方式。航道指在江、河、湖、海等水域中，为船舶所规定或设置(包括建设)的航行通道，是船舶航行的安全区域，航道的安全保障是发展航运事业的前提。

2、由于一些特殊的地形边界和水流条件，航道中常常出现一些易淤积的局部区域。这些区域范围不大但其泥沙淤积速度却很快，即使对其进行大体量人工挖沙，不久之后又会淤回原样。淤泥堆积会造成河流水深变浅，极大地影响通航安全。为保证船舶通航安全，需要及时对淤泥堆积而影响航道通行之处进行清淤。

3、现有的清淤方式，通常是定期对航道中易淤积的局部区域进行检测，测量其淤泥堆积情况，在泥沙堆积达到一定厚度后，采用挖沙或吸沙机械将泥沙清理带走。这种现有的清淤方法效率低下且人力物力耗费巨大，且还需额外考虑解决淤泥处理的问题，很难保证航道能得到及时的清理，这为船舶通航埋下了安全隐患。一旦这些易淤积的局部区域泥沙淤积过量却得不到及时清理，就很容易致使行船触底，引发航运事故。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种使用寿命长的自动吹气清淤系统，使其能够检测判断淤泥堆积厚度情况，间隔式地利用水流动力实现对已堆积淤泥的吹气清淤，提高其自动化程度并降低人力物力耗费，更好地为航道通航提供安全保障。

2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种间隔式自动吹气清淤系统，包括设置在河床底部积淤位置处的吹气头，吹气头上设置有相连通的吹气孔和进气孔，进气孔通过通气管道和自动间隔式水轮机鼓气装置相连，吹气头上还设置有淤泥检测结构，淤泥检测结构和自动间隔式水轮机鼓气装置相连并在检测到淤泥堆积后启动自动间隔式水轮机鼓气装置为通气管道供气。

4、可选的，通气管道至少具有一段管道为柔性管道。

5、可选的，吹气头整体呈球形，吹气头的表面多个方向上均开设有吹气孔。

6、可选的，吹气头串联或并联设置有多个；吹气头通过安装支架固定设置在河床底部。

7、可选的，吹气头的吹气孔上向外连接设置有一段柔性软管。

8、可选的，淤泥检测结构包括安装在吹气头上端顶部的上侧光线传感器，以及安装在吹气头底部的下侧光线传感器；吹气头底部的下侧水平固定向外连接出一块底部安装板，底部安装板上表面设置下侧光线传感器；吹气头上端顶部水平向外延伸固定设置有一根截面呈圆形或三角形的上部安装杆，上侧光线传感器安装在上部安装杆上。

9、可选的，淤泥检测结构还包括安装在吹气头上端顶部的上侧压力传感器，以及安装在吹气头底部的下侧压力传感器。

10、可选的，自动间隔式水轮机鼓气装置包括浮于水面的漂浮体、固定安装在保持架上的水轮机和打气装置、以及设置在保持架和漂浮体之间的保持架升降机构；水轮机的水叶轮顺水流方向设置，水轮机和打气装置相连并为其提供动力，打气装置和通气管道相连；保持架升降机构能够控制保持架上下移动并使得水轮机的下侧部分水叶轮上升出或下落入水面。

11、可选的，水轮机和安装在保持架上的转盘传动连接，转盘的一侧外凸设置有传动柱，打气装置包括活塞箱，活塞箱内腔的一端正对转盘安装有传动柱的侧面的中心位置，活塞箱内腔中心线和转盘安装有传动柱的侧面共面或平行，活塞箱内腔内活动配合设置有活塞，活塞一侧垂直固定设置有活塞杆，活塞杆远离活塞一端可滑动地穿出活塞箱并垂直设置有滑槽，滑槽的长度和转盘上的传动柱所在圆形的直径一致，传动柱外端滑动配合连接在滑槽内。

12、可选的，活塞箱内腔至少在一端的两侧相对向外设置有一组单向进气阀和单向出气阀；活塞箱内顺活塞运动方向的两端各设置有另一组相对的单向进气阀和单向出气阀，两组单向出气阀均外接通气管道；水轮机的转轴上安装有主动皮带轮，转盘的转轴上安装有被动皮带轮，主动皮带轮和被动皮带轮之间通过皮带实现传动连接；保持架升降机构包括固定在保持架一侧的竖向滑套，竖向滑套可滑动地配合在下端固定于河床的竖向滑杆上，保持架升降机构还包括安装在漂浮体上的卷扬机，保持架或者竖向滑套上固定连接有拉索，拉索向上绕过安装在竖向滑杆上方的定滑轮后向下和卷扬机相连；保持架下表面向下设置有测距传感器；竖向滑杆上端具有水平延伸设置的水平段，水平段下表面两端各安装有定滑轮，位于外端的定滑轮正对设置于卷扬机上方；漂浮体可浮动地设置在静水筒内部，静水筒下端固定在河床上且侧壁或下底面设置有进水孔和河道水体相通；静水筒一侧上端还固定安装有一根水平连杆，水平连杆的一端固定设置有垂向限位套筒，垂向限位套筒可滑动地配合在一根插杆上，插杆下端固定在漂浮体上。

13、本发明的效果在于：本申请通过水轮机利用河流的水流动能提供动力，带动打气装置给吹气头供气，气流从吹气头吹出，使得河床底部淤泥堆积处的淤泥被扬起进而顺水流带走，避免水流不畅之处淤泥堆积对航道安全的影响，故利用水流动力实现了清淤和航道维护。自动间隔式吹气清淤装置的特点在于平时淤泥堆积较浅时装置并不工作，当吹气头检测到淤泥堆积达到一定厚度后再启动自动间隔式水轮机鼓气装置为通气管道供气，实现清淤；避免了装置一直工作导致吹气装置很快磨损失去稳定性，尤其是避免了打气装置的磨损，故可以获得长久的使用寿命，极大延长了设备的维护间隔时间。

技术特征：

1.一种间隔式自动吹气清淤系统，其特征在于，包括设置在河床底部积淤位置处的吹气头，所述吹气头上设置有相连通的吹气孔和进气孔，所述进气孔通过通气管道和自动间隔式水轮机鼓气装置相连，所述吹气头上还设置有淤泥检测结构，所述淤泥检测结构和所述自动间隔式水轮机鼓气装置相连并在检测到淤泥堆积后启动自动间隔式水轮机鼓气装置为所述通气管道供气。

2.如权利要求1所述的间隔式自动吹气清淤系统，其特征在于，所述通气管道至少具有一段管道为柔性管道。

3.如权利要求1所述的间隔式自动吹气清淤系统，其特征在于，所述吹气头整体呈球形，所述吹气头的表面多个方向上均开设有吹气孔。

4.如权利要求1所述的间隔式自动吹气清淤系统，其特征在于，所述吹气头串联或并联设置有多个；所述吹气头通过安装支架固定设置在河床底部。

5.如权利要求1所述的间隔式自动吹气清淤系统，其特征在于，所述吹气头的吹气孔上向外连接设置有一段柔性软管。

6.如权利要求1所述的间隔式自动吹气清淤系统，其特征在于，所述淤泥检测结构包括安装在所述吹气头上端顶部的上侧光线传感器，以及安装在所述吹气头底部的下侧光线传感器；所述吹气头底部的下侧水平固定向外连接出一块底部安装板，所述底部安装板上表面设置所述下侧光线传感器；所述吹气头上端顶部水平向外延伸固定设置有一根截面呈圆形或三角形的上部安装杆，所述上侧光线传感器安装在所述上部安装杆上。

7.如权利要求6所述的间隔式自动吹气清淤系统，其特征在于，所述淤泥检测结构还包括安装在所述吹气头上端顶部的上侧压力传感器，以及安装在所述吹气头底部的下侧压力传感器。

8.如权利要求1所述的间隔式自动吹气清淤系统，其特征在于，所述自动间隔式水轮机鼓气装置包括浮于水面的漂浮体、固定安装在保持架上的水轮机和打气装置以及设置在所述保持架和所述漂浮体之间的保持架升降机构；所述水轮机的水叶轮顺水流方向设置，所述水轮机和所述打气装置相连并为其提供动力，所述打气装置和所述通气管道相连；所述保持架升降机构能够控制保持架上下移动并使得所述水轮机的下侧部分水叶轮上升出或下落入水面。

9.如权利要求8所述的间隔式自动吹气清淤系统，其特征在于，所述水轮机和安装在所述保持架上的转盘传动连接，所述转盘的一侧外凸设置有传动柱,所述打气装置包括活塞箱，所述活塞箱内腔的一端正对所述转盘安装有所述传动柱一侧侧面的中心设置，所述活塞箱内腔中心线和所述转盘安装有所述传动柱一侧侧面共面或平行，所述活塞箱内腔内活动配合设置有活塞，所述活塞一侧垂直固定设置有活塞杆，所述活塞杆远离活塞一端可滑动地穿出活塞箱并垂直设置有滑槽，所述滑槽的长度和所述转盘上的所述传动柱所在圆形的直径一致，所述传动柱外端滑动配合连接在所述滑槽内。

10.如权利要求9所述的间隔式自动吹气清淤系统，其特征在于，所述活塞箱内腔至少在一端的两侧相对向外设置有一组单向进气阀和单向出气阀；所述活塞箱内顺活塞运动方向的两端各设置有另一组相对的单向进气阀和单向出气阀，两组所述单向出气阀均外接所述通气管道；所述水轮机的转轴上安装有主动皮带轮，所述转盘的转轴上安装有被动皮带轮，所述主动皮带轮和所述被动皮带轮之间安装皮带实现传动连接；所述保持架升降机构包括固定在所述保持架一侧的竖向滑套，所述竖向滑套可滑动地配合在下端固定于河床的竖向滑杆上，所述保持架升降机构还包括安装在所述漂浮体上的卷扬机，所述保持架或者所述竖向滑套上固定连接有拉索，所述拉索向上绕过安装在所述竖向滑杆上方的定滑轮后向下和所述卷扬机相连；所述保持架下表面向下设置有测距传感器；所述竖向滑杆上端具有水平延伸设置的水平段，所述水平段下表面两端各安装有定滑轮，位于外端的所述定滑轮正对设置于所述卷扬机上方；所述漂浮体可浮动地设置在静水筒内部，所述静水筒下端固定在河床上且侧壁或下底面设置有进水孔和河道水体相通；所述静水筒一侧上端还固定安装有一根水平连杆，所述水平连杆的一端固定设置有垂向限位套筒，所述垂向限位套筒可滑动地配合在一根插杆上，所述插杆下端固定在所述漂浮体上。

技术总结
本发明公开了一种间隔式自动吹气清淤系统，包括设置在河床底部积淤位置处的吹气头，吹气头上设置有相连通的吹气孔和进气孔，进气孔通过通气管道和一个自动间隔式水轮机鼓气装置相连，吹气头上还设置有淤泥检测结构，淤泥检测结构和自动间隔式水轮机鼓气装置相连并在检测到淤泥堆积后启动自动间隔式水轮机鼓气装置为通气管道供气。本发明能够检测判断淤泥堆积厚度情况，间隔式地利用水流动力实现对已堆积淤泥的吹气清淤，具有使用寿命长，自动化程度高，稳定性好的特点。

技术研发人员：夏军强,潘云文,周美蓉,邓珊珊,李启杰
受保护的技术使用者：武汉大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15